Matematyka
Małopolski Konkurs Matematyczny - geometria płaska
Geometria płaska: twierdzenia o kątach wierzchołkowych, przyległych, odpowiadających i naprzemianległych, suma kątów trójkąta, pola i obwody wielokątów, cechy przystawania i nierówność trójkąta. Do tego twierdzenie Pitagorasa i odwrotne, trójkąty 30-60-90 i prostokątny równoramienny, okrąg, koło, wycinek i łuk, symetralna, dwusieczna oraz cechy podobieństwa trójkątów.
Podcast
Ładuję…
1.Kąty przyległe - twierdzenie o sumie miar kątów przyległych
Kąty przyległe to dwa kąty, które mają wspólny wierzchołek i jedno wspólne ramię, a ich pozostałe ramiona tworzą razem prostą. Twierdzenie: suma miar kątów przyległych wynosi 180°, czyli . Znając jeden kąt, drugi obliczasz przez odejmowanie od 180°. Przykład: kąt przyległy do kąta 130° ma . Gdy oba kąty przyległe są równe, każdy z nich jest kątem prostym (90°).
2.Kąty wierzchołkowe - twierdzenie o równości kątów wierzchołkowych
Kąty wierzchołkowe powstają, gdy przecinają się dwie proste: mają wspólny wierzchołek, a ramiona jednego są przedłużeniami ramion drugiego. Twierdzenie: kąty wierzchołkowe mają równe miary. Uzasadnienie: oba są przyległe do tego samego kąta, więc każdy ma miarę 180° minus ten kąt. Przykład: jeśli jeden z czterech kątów przy przecięciu prostych ma 35°, to kąt wierzchołkowy też ma 35°, a dwa pozostałe mają po .
3.Kąty odpowiadające przy prostych równoległych
Gdy trzecia prosta przecina dwie proste, kąty odpowiadające leżą po tej samej stronie prostej przecinającej i w tym samym położeniu względem przecinanych prostych (na przykład oba nad nimi). Twierdzenie o równości kątów odpowiadających: jeśli przecinane proste są równoległe, to kąty odpowiadające mają równe miary. Działa to też w drugą stronę: równe kąty odpowiadające oznaczają, że proste są równoległe. Przykład: kąt 70° przy pierwszej prostej równoległej ma kąt odpowiadający 70° przy drugiej.
4.Kąty naprzemianległe przy prostych równoległych
Kąty naprzemianległe leżą po przeciwnych stronach prostej przecinającej dwie proste: wewnętrzne - między przecinanymi prostymi, zewnętrzne - na zewnątrz nich. Twierdzenie o równości kątów naprzemianległych: jeśli przecinane proste są równoległe, to kąty naprzemianległe mają równe miary. Przykład: przy prostych równoległych kąt 110° ma kąt naprzemianległy 110°. Kąty leżące między prostymi równoległymi po tej samej stronie prostej przecinającej dają w sumie 180°, na przykład 110° i 70°.
5.Twierdzenie o sumie kątów wewnętrznych trójkąta
Suma miar kątów wewnętrznych dowolnego trójkąta wynosi 180°: . Znając dwa kąty, trzeci obliczasz przez odjęcie ich sumy od 180°. Przykład: kąty 50° i 60° dają trzeci kąt . Wniosek: trójkąt może mieć najwyżej jeden kąt prosty albo rozwarty, a w trójkącie prostokątnym dwa kąty ostre dają razem 90°.
6.Kąt zewnętrzny trójkąta
Kąt zewnętrzny trójkąta to kąt przyległy do kąta wewnętrznego: tworzą go jeden bok i przedłużenie drugiego boku. Razem z kątem wewnętrznym przy tym samym wierzchołku ma 180°. Własność: kąt zewnętrzny jest równy sumie dwóch kątów wewnętrznych, które do niego nie przylegają. Przykład: w trójkącie o kątach 40°, 60° i 80° kąt zewnętrzny przy wierzchołku kąta 80° ma ; sprawdzenie: .
7.Suma kątów czworokąta i wielokąta
Suma miar kątów wewnętrznych czworokąta wynosi 360°, bo przekątna dzieli go na dwa trójkąty: . Ogólnie suma kątów wewnętrznych wielokąta o bokach to , bo w wielokącie wypukłym przekątne z jednego wierzchołka dzielą go na trójkąty. Przykłady: pięciokąt , sześciokąt . Wielokąt foremny ma wszystkie boki równe i wszystkie kąty równe, więc jeden kąt to suma podzielona przez : w sześciokącie foremnym .
8.Trójkąt równoramienny - własności kątów
Trójkąt równoramienny ma dwa boki równej długości (ramiona); trzeci bok to podstawa. Kąty przy podstawie mają równe miary. Jeśli kąt między ramionami ma miarę , to każdy kąt przy podstawie ma . Przykład: kąt między ramionami 40° daje kąty przy podstawie po . Odwrotnie: kąty przy podstawie po 50° dają kąt między ramionami .
9.Trójkąt równoboczny i trójkąt prostokątny - własności kątów
Trójkąt równoboczny ma trzy równe boki i trzy równe kąty, każdy po . Trójkąt prostokątny ma jeden kąt prosty (90°); boki tworzące kąt prosty to przyprostokątne, a bok naprzeciw kąta prostego to przeciwprostokątna. Kąty ostre trójkąta prostokątnego dają razem 90°. Przykład: jeśli jeden kąt ostry ma 35°, to drugi ma . Trójkąt prostokątny równoramienny ma kąty 45°, 45° i 90°.
10.Równoległobok, romb, prostokąt i kwadrat - własności kątów
W równoległoboku przeciwległe kąty są równe, a kąty przy jednym boku dają razem 180°. Przykład: kąt ostry 65° oznacza kąty 65°, 115°, 65°, 115°. Romb to równoległobok o czterech równych bokach: ma te same własności kątów, a jego przekątne są prostopadłe i dzielą kąty rombu na połowy. Prostokąt ma cztery kąty proste. Kwadrat to prostokąt o równych bokach: jego przekątna dzieli kąt prosty na dwa kąty po 45°.
11.Trapez i deltoid - własności kątów
Trapez to czworokąt, który ma co najmniej jedną parę boków równoległych (podstawy); pozostałe boki to ramiona. Kąty przy tym samym ramieniu dają razem 180°. Przykład: kąt 70° przy ramieniu oznacza drugi kąt przy tym ramieniu . W trapezie równoramiennym kąty przy tej samej podstawie są równe. Deltoid ma dwie pary równych sąsiednich boków; kąty między bokami różnej długości są równe, a przekątne są prostopadłe.
12.Obwód wielokąta
Obwód wielokąta to suma długości wszystkich jego boków. Wzory dla najczęstszych figur: kwadrat i romb o boku : ; prostokąt i równoległobok o bokach i : ; trójkąt równoboczny o boku : ; deltoid o bokach i : . Przykład: prostokąt o bokach 5 cm i 8 cm ma obwód cm. Obwód podajemy w jednostkach długości (cm, m), a pole - w jednostkach kwadratowych (, ).
13.Pole trójkąta
Pole trójkąta to połowa iloczynu długości boku i wysokości opuszczonej na ten bok: . Wysokość to odcinek poprowadzony z wierzchołka prostopadle do przeciwległego boku lub jego przedłużenia. Przykład: cm, cm daje . W trójkącie prostokątnym przyprostokątne są dla siebie podstawą i wysokością, więc pole to połowa ich iloczynu: dla 6 cm i 8 cm jest .
14.Pole prostokąta i pole kwadratu
Pole prostokąta o bokach i to iloczyn długości sąsiednich boków: . Pole kwadratu o boku : . Przykłady: prostokąt 4 cm na 7 cm ma pole , kwadrat o boku 6 cm ma pole . Ze wzoru można wyznaczyć bok: prostokąt o polu i boku 5 cm ma drugi bok cm, a kwadrat o polu ma bok cm.
15.Pole równoległoboku
Pole równoległoboku to iloczyn długości boku i wysokości opuszczonej na ten bok: . Wysokość jest prostopadła do boku - nie należy jej mylić z długością drugiego, pochyłego boku. Przykład: bok 9 cm i wysokość 4 cm dają . Równoległobok ma dwie długości wysokości odpowiadające dwóm parom boków. Jeśli drugi bok ma 12 cm, to wysokość opuszczona na niego wynosi cm.
16.Pole rombu
Romb jest równoległobokiem, więc . Drugi wzór korzysta z przekątnych i , które są prostopadłe: . Przykład: przekątne 6 cm i 8 cm dają . Ten sam romb ma bok 5 cm (połówki przekątnych 3 cm i 4 cm tworzą trójkąt prostokątny), więc jego wysokość to cm. Wzór z przekątnymi działa też dla deltoidu i kwadratu.
17.Pole trapezu
Pole trapezu to połowa iloczynu sumy długości podstaw i wysokości: , gdzie i to podstawy (boki równoległe), a to odległość między nimi. Przykład: podstawy 8 cm i 4 cm, wysokość 5 cm: . Ze wzoru można wyznaczyć wysokość: , tutaj cm.
18.Trójkąty przystające i cecha przystawania bbb (bok-bok-bok)
Trójkąty przystające mają ten sam kształt i te same wymiary: odpowiadające sobie boki są równej długości, a odpowiadające kąty mają równe miary. Jeden można nałożyć na drugi. Do stwierdzenia przystawania wystarczą trzy odpowiednie dane - to cechy przystawania trójkątów: bbb, bkb i kbk. Cecha bbb: jeśli trzy boki jednego trójkąta są równe trzem bokom drugiego, to trójkąty są przystające. Przykład: dwa trójkąty o bokach 4 cm, 5 cm i 7 cm są przystające, więc mają też równe kąty.
19.Cecha przystawania bkb (bok-kąt-bok)
Cecha bkb: jeśli dwa boki jednego trójkąta i kąt między nimi są równe dwóm bokom drugiego trójkąta i kątowi między nimi, to trójkąty są przystające. Kąt musi leżeć między tymi bokami - równość dwóch boków i innego kąta nie wystarcza. Przykład: dwa trójkąty, w których boki 5 cm i 8 cm tworzą kąt 60°, są przystające, więc mają też równe trzecie boki i równe pozostałe kąty.
20.Cecha przystawania kbk (kąt-bok-kąt)
Cecha kbk: jeśli bok jednego trójkąta i dwa kąty do niego przyległe są równe bokowi drugiego trójkąta i dwóm kątom do niego przyległym, to trójkąty są przystające. Przykład: dwa trójkąty z bokiem 6 cm i kątami 40° i 75° przy tym boku są przystające. Gdy znasz dwa kąty trójkąta, trzeci obliczysz z sumy 180°, tutaj . Same trzy równe kąty nie dają przystawania - trójkąty mogą mieć różną wielkość.
21.Nierówność trójkąta
W trójkącie suma długości dwóch dowolnych boków jest większa od długości trzeciego boku: . W praktyce wystarczy sprawdzić, czy suma dwóch krótszych odcinków jest większa od najdłuższego. Przykłady: z odcinków 3, 4 i 6 da się zbudować trójkąt, bo ; z odcinków 2, 3 i 6 nie, bo . Dla dowolnych trzech punktów zachodzi ; równość jest wtedy, gdy punkt leży na odcinku .
22.Twierdzenie Pitagorasa
W trójkącie prostokątnym suma kwadratów długości przyprostokątnych jest równa kwadratowi długości przeciwprostokątnej: . Przyprostokątne i tworzą kąt prosty, przeciwprostokątna leży naprzeciw niego i jest najdłuższym bokiem. Przykład: , , więc i . Przyprostokątną obliczasz przez odejmowanie: , daje , czyli .
23.Twierdzenie odwrotne do twierdzenia Pitagorasa
Jeśli w trójkącie o bokach , , zachodzi równość , to trójkąt jest prostokątny, a kąt prosty leży naprzeciw boku . Twierdzenie służy do sprawdzania, czy trójkąt jest prostokątny: sumę kwadratów dwóch krótszych boków porównujesz z kwadratem najdłuższego. Przykłady: boki 9, 12, 15 - , trójkąt prostokątny; boki 4, 5, 6 - , a , więc trójkąt nie jest prostokątny.
24.Trójki pitagorejskie
Trójka pitagorejska to trzy liczby naturalne dodatnie spełniające równość - są długościami boków trójkąta prostokątnego. Najbardziej znane: 3, 4, 5 () oraz 5, 12, 13 (); inne to 8, 15, 17 oraz 7, 24, 25. Pomnożenie wszystkich liczb trójki przez tę samą liczbę naturalną dodatnią daje nową trójkę: z 3, 4, 5 powstają 6, 8, 10 oraz 9, 12, 15. Znajomość trójek skraca obliczenia - przy przyprostokątnych 5 i 12 od razu wiadomo, że przeciwprostokątna ma 13.
25.Zastosowania twierdzenia Pitagorasa: przekątna prostokąta, wysokość trójkąta równoramiennego
Przekątna prostokąta dzieli go na dwa trójkąty prostokątne, więc dla boków i przekątna spełnia . Przykład: prostokąt 6 cm na 8 cm ma przekątną cm. Wysokość trójkąta równoramiennego opuszczona na podstawę dzieli ją na połowy, więc dla ramienia i podstawy jest . Przykład: ramiona 5 cm, podstawa 6 cm: cm, a pole to .
26.Trójkąt prostokątny równoramienny (45°, 45°, 90°)
Trójkąt prostokątny równoramienny ma kąty 45°, 45° i 90°. Jego przyprostokątne są równe, a boki mają długości , , - przeciwprostokątna jest razy dłuższa od przyprostokątnej. Wynika to z twierdzenia Pitagorasa: . Przykład: przyprostokątne po 3 cm dają przeciwprostokątną cm (około 4,24 cm). Odwrotnie: przeciwprostokątna 10 cm oznacza przyprostokątną cm.
27.Przekątna kwadratu
Przekątna kwadratu o boku ma długość . Przekątna dzieli kwadrat na dwa trójkąty prostokątne równoramienne o kątach 45°, 45°, 90°, więc . Przykład: kwadrat o boku 5 cm ma przekątną cm, czyli około 7,07 cm. Odwrotnie: z przekątnej wyznaczasz bok , a pole kwadratu to ; dla cm pole wynosi .
28.Trójkąt o kątach 30°, 60°, 90°
Trójkąt o kątach 30°, 60°, 90° to połowa trójkąta równobocznego. Jego boki mają długości , , : krótsza przyprostokątna leży naprzeciw kąta 30°, dłuższa przyprostokątna naprzeciw kąta 60°, a przeciwprostokątna jest dwa razy dłuższa od krótszej przyprostokątnej. Przykład: przeciwprostokątna 10 cm oznacza przyprostokątne 5 cm i cm. Sprawdzenie: .
29.Wysokość i pole trójkąta równobocznego
Trójkąt równoboczny o boku ma wysokość i pole . Wysokość dzieli go na dwa trójkąty o kątach 30°, 60°, 90°, stąd pierwiastek z 3. Przykład: cm daje cm oraz . Sprawdzenie ze wzoru : .
30.Okrąg i koło: promień, średnica, cięciwa
Okrąg to zbiór wszystkich punktów płaszczyzny położonych w tej samej odległości od środka. Koło to okrąg razem z jego wnętrzem. Promień to odcinek łączący środek z punktem okręgu (i długość tego odcinka). Cięciwa to odcinek łączący dwa punkty okręgu. Średnica to cięciwa przechodząca przez środek - najdłuższa z cięciw, o długości . Przykład: okrąg o promieniu 4 cm ma średnicę 8 cm, a każda cięciwa, która nie przechodzi przez środek, jest krótsza niż 8 cm.
31.Liczba i długość okręgu
Liczba to stosunek długości okręgu do jego średnicy - taki sam dla każdego okręgu. Jest liczbą niewymierną, w przybliżeniu (czasem przyjmuje się ). Długość okręgu o promieniu : , czyli dla średnicy . Przykład: cm daje cm, około 31,4 cm. Odwrotnie: z długości wyznaczasz promień ; okrąg o długości cm ma promień 6 cm.
32.Pole koła
Pole koła o promieniu : . Do wzoru wstawiasz promień, nie średnicę - gdy dana jest średnica, najpierw podziel ją przez 2. Przykład: koło o średnicy 6 cm ma promień 3 cm i pole , około . Odwrotnie: koło o polu ma , czyli promień 7 cm i średnicę 14 cm. Promień dwa razy dłuższy daje pole cztery razy większe.
33.Kąt środkowy i długość łuku okręgu
Kąt środkowy to kąt, którego wierzchołkiem jest środek okręgu, a ramiona zawierają promienie. Wyznacza on na okręgu łuk. Długość łuku to taka część długości okręgu, jaką częścią kąta pełnego jest kąt środkowy : . Przykład: cm, : , więc łuk ma cm. Kąt 180° wyznacza półokrąg, a 90° - ćwierć okręgu.
34.Pole wycinka koła
Wycinek koła to część koła ograniczona dwoma promieniami i łukiem między nimi (kształt kawałka pizzy). Jego pole to odpowiednia część pola koła: , gdzie to kąt środkowy wycinka. Przykład: cm, : , więc pole to . Dla wycinek jest ćwiartką koła, a dla - półkolem.
35.Symetralna odcinka
Symetralna odcinka to prosta prostopadła do odcinka, która przechodzi przez jego środek. Dzieli odcinek na dwie równe części i jest jego osią symetrii. Przykład: symetralna odcinka o długości 10 cm przecina go pod kątem prostym w punkcie odległym o 5 cm od każdego końca. Konstrukcja cyrklem: z obu końców odcinka kreślisz łuki o tym samym promieniu, większym niż połowa odcinka; prosta przechodząca przez dwa punkty przecięcia łuków to symetralna.
36.Własność symetralnej odcinka
Każdy punkt symetralnej odcinka jest równo odległy od obu końców tego odcinka: jeśli leży na symetralnej odcinka , to . I odwrotnie - punkt równo odległy od końców odcinka leży na jego symetralnej. Symetralna to zbiór wszystkich punktów równo odległych od końców odcinka. Przykład: odcinek ma 6 cm, punkt leży na symetralnej 4 cm od środka odcinka; wtedy cm.
37.Dwusieczna kąta i jej własność
Dwusieczna kąta to półprosta wychodząca z wierzchołka kąta, która dzieli go na dwa kąty o równych miarach. Przykład: dwusieczna kąta 70° dzieli go na dwa kąty po 35°. Własność: każdy punkt dwusiecznej jest równo odległy od ramion kąta (odległość mierzymy wzdłuż odcinka prostopadłego do ramienia). Jeśli punkt dwusiecznej leży 3 cm od jednego ramienia, to od drugiego też 3 cm. Prosta zawierająca dwusieczną jest osią symetrii kąta.
38.Trójkąty podobne i skala podobieństwa
Trójkąty podobne mają ten sam kształt, ale mogą mieć różną wielkość: odpowiadające kąty są równe, a odpowiadające boki proporcjonalne. Skala podobieństwa to stosunek długości boku jednego trójkąta do długości odpowiadającego boku drugiego. Przykład: trójkąt o bokach 6, 8, 10 jest podobny do trójkąta o bokach 3, 4, 5 w skali . Obwody też są w stosunku : 24 i 12. Skala oznacza trójkąty przystające.
39.Cecha podobieństwa trójkątów kkk (kąt-kąt)
Cecha kkk: jeśli kąty jednego trójkąta są równe kątom drugiego trójkąta, to trójkąty są podobne. Wystarczy sprawdzić dwie pary kątów (stąd nazwa kąt-kąt), bo trzeci kąt wynika z sumy 180°. Przykład: trójkąt o kątach 40° i 65° oraz trójkąt o kątach 65° i 75° są podobne - trzecie kąty to i , więc oba mają kąty 40°, 65°, 75°. Dwa trójkąty prostokątne z równym kątem ostrym też są podobne.
40.Cechy podobieństwa trójkątów bkb i bbb
Cecha bbb: jeśli trzy boki jednego trójkąta są proporcjonalne do trzech boków drugiego, to trójkąty są podobne. Przykład: boki 4, 5, 6 oraz 8, 10, 12 - każdy stosunek wynosi 2. Cecha bkb: jeśli dwa boki jednego trójkąta są proporcjonalne do dwóch boków drugiego, a kąty między tymi bokami są równe, to trójkąty są podobne. Przykład: boki 3 i 5 z kątem 50° między nimi oraz boki 6 i 10 z kątem 50° między nimi - skala 2. W przystawaniu boki mają być równe, w podobieństwie - proporcjonalne.
Notatka
Kąty przy przecinających się prostych i przy prostych równoległych
Dwie przecinające się proste tworzą cztery kąty, ale wystarczy znać jeden z nich. Kąty wierzchołkowe leżą naprzeciw siebie i mają równe miary, a kąty przyległe leżą obok siebie i dają razem 180°. Jeśli jeden z czterech kątów ma 58°, to kąt wierzchołkowy też ma 58°, a oba kąty do niego przyległe mają po .
Gdy miary opisano słowami, układamy równanie. Jeden z kątów przyległych jest o 26° większy od drugiego: , więc i , a drugi kąt ma 103°.
Trzecia prosta przecinająca dwie proste tworzy osiem kątów - po cztery przy każdym punkcie przecięcia. Pary kątów leżących przy różnych punktach przecięcia nazywamy według położenia:
- kąty odpowiadające - po tej samej stronie prostej przecinającej i w tym samym położeniu przy obu prostych (np. oba nad swoją prostą),
- kąty naprzemianległe - po przeciwnych stronach prostej przecinającej: oba między przecinanymi prostymi (wewnętrzne) albo oba na zewnątrz nich (zewnętrzne).
Jeśli przecinane proste są równoległe, to kąty odpowiadające mają równe miary i kąty naprzemianległe mają równe miary. Wśród ośmiu kątów występują wtedy najwyżej dwie różne miary: przy kącie 58° są to 58° i 122°. Kąty leżące między prostymi równoległymi po tej samej stronie prostej przecinającej dają razem 180°.
Ważne
Równość kątów odpowiadających i naprzemianległych wolno stosować tylko przy prostych równoległych. Przy prostych nierównoległych pary nazywają się tak samo, ale mają różne miary.
Zależność działa też w drugą stronę i służy jako test równoległości: równe kąty odpowiadające oznaczają, że przecinane proste są równoległe, a różne - że nie są.
Jak rozpoznać parę: kąty wierzchołkowe i przyległe mają wspólny wierzchołek, a odpowiadające i naprzemianległe leżą przy dwóch różnych wierzchołkach.
Kąty w trójkącie i w wielokącie
Suma kątów wewnętrznych trójkąta wynosi 180°, więc dwa kąty wyznaczają trzeci. Dla kątów 34° i 97° trzeci ma .
Kąt zewnętrzny jest przyległy do kąta wewnętrznego, dlatego dopełnia go do 180°. Jest też równy sumie dwóch kątów wewnętrznych, które do niego nie przylegają. W tym samym trójkącie kąt zewnętrzny przy kącie 49° ma , co zgadza się z .
W trójkątach szczególnych część kątów znamy od razu:
- równoramienny - kąty przy podstawie są równe; kąt między ramionami 96° daje przy podstawie po , a kąty przy podstawie po 68° dają między ramionami ,
- równoboczny - trzy kąty po 60°,
- prostokątny - kąty ostre dają razem 90°; przy kącie ostrym 27° drugi ma 63°.
Gdy kąty opisano zależnością, oznaczamy najmniejszy literą i układamy równanie. Drugi kąt jest o 10° większy od pierwszego, a trzeci o 23° większy od pierwszego: , czyli i . Kąty mają 49°, 59° i 72°.
W wielokącie wypukłym o bokach przekątne poprowadzone z jednego wierzchołka tworzą trójkąty, stąd suma kątów . Piętnastokąt: . W wielokącie foremnym wszystkie kąty są równe, więc jeden kąt piętnastokąta foremnego ma . W drugą stronę: suma 1620° oznacza , czyli jedenastokąt.
Zapamiętaj
Trójkąt - 180°, czworokąt - 360°, wielokąt o bokach - .
Typowy błąd to pomnożenie 180° przez liczbę boków zamiast przez liczbę o 2 mniejszą.
Czworokąty - kąty, obwód i pole
Suma kątów czworokąta to 360°, a własności figury pozwalają odtworzyć brakujące kąty. W równoległoboku (także w rombie, prostokącie i kwadracie) kąty przeciwległe są równe, a kąty przy jednym boku dają razem 180°: kąt 47° oznacza kąty 47°, 133°, 47°, 133°.
Trapez to czworokąt, który ma co najmniej jedną parę boków równoległych. Kąty przy tym samym ramieniu dają razem 180°, bo leżą między prostymi równoległymi po tej samej stronie ramienia. W trapezie równoramiennym kąty przy tej samej podstawie są równe. W deltoidzie równe są dwa kąty między bokami różnej długości: jeśli pozostałe kąty mają 134° i 62°, to każdy z równych ma .
Zestawienie wzorów na pole:
- prostokąt , kwadrat ,
- równoległobok ,
- romb albo ,
- trójkąt ,
- trapez .
We wzorach oznacza wysokość, czyli odcinek prostopadły do boku, na który opada - w równoległoboku i trapezie nie jest nią pochyły bok. Trapez o podstawach 13 cm i 7 cm oraz wysokości 6 cm ma pole .
Ten sam wzór czytany wstecz daje brakujący odcinek. Trójkąt o boku 16 cm i wysokości 9 cm opuszczonej na ten bok ma pole . Jeśli inny jego bok ma 18 cm, to wysokość opuszczona na ten bok wynosi cm - dłuższemu bokowi odpowiada krótsza wysokość. Romb o przekątnych 7 cm i 12 cm ma pole .
Obwód to suma długości boków i podajemy go w jednostkach długości, a pole - w jednostkach kwadratowych. Przed liczeniem ujednolicamy jednostki: boki 2 dm i 14 cm to 20 cm i 14 cm, więc prostokąt ma obwód cm.
Nierówność trójkąta i przystawanie trójkątów
Trzy odcinki tworzą trójkąt, gdy suma dwóch krótszych jest większa od najdłuższego - to nierówność trójkąta. Odcinki 5, 7 i 11 tworzą trójkąt, bo . Odcinki 4, 6 i 10 nie tworzą: , więc dwa krótsze ułożyłyby się dokładnie wzdłuż najdłuższego. To przypadek równości , w którym punkt leży na odcinku .
Z nierówności wynika zakres trzeciego boku: jest on dłuższy od różnicy i krótszy od sumy dwóch pozostałych. Przy bokach 6 cm i 11 cm trzeci bok spełnia ; całkowitych długości jest więc (od 6 cm do 16 cm).
Trójkąty przystające mają równe odpowiadające boki i kąty - jeden można nałożyć na drugi. Do stwierdzenia przystawania wystarczają trzy dane, dobrane według jednej z cech:
- bbb - trzy boki równe trzem bokom,
- bkb - dwa boki i kąt między nimi,
- kbk - bok i dwa kąty do niego przyległe.
Jak dobrać cechę: policz, ile boków znasz w obu trójkątach. Trzy boki - bbb. Dwa boki - sprawdź, czy znany kąt leży między nimi. Jeden bok - potrzebne są oba kąty przy nim, a jeśli znasz dwa inne kąty, trzeci oblicz z sumy 180°.
Pierwszy trójkąt ma bok 9 cm i kąty 35° oraz 80° przy tym boku. Drugi ma bok 9 cm, przy jednym jego końcu kąt 35°, a naprzeciw tego boku kąt 65°. Brakujący kąt drugiego trójkąta to i leży przy drugim końcu boku 9 cm, więc trójkąty są przystające z cechy kbk.
Przystawania nie gwarantują:
- trzy pary równych kątów - trójkąty mają wtedy ten sam kształt, ale mogą mieć różną wielkość,
- dwa boki i kąt, który nie leży między nimi.
Z przystawania odczytujemy pozostałe równości: naprzeciw równych kątów leżą równe boki, a naprzeciw równych boków - równe kąty.
Twierdzenie Pitagorasa, twierdzenie odwrotne i trójki pitagorejskie
Twierdzenie Pitagorasa dotyczy trójkątów prostokątnych: , gdzie i to przyprostokątne, a - przeciwprostokątna, czyli najdłuższy bok, leżący naprzeciw kąta prostego. Rachunek zaczynamy od ustalenia, którego boku szukamy:
- przeciwprostokątna - kwadraty dodajemy: przyprostokątne 28 i 45 dają , czyli ,
- przyprostokątna - od kwadratu przeciwprostokątnej odejmujemy kwadrat znanej przyprostokątnej.
Przykład
Drabina o długości 6,5 m stoi 2,5 m od ściany. Sięga na wysokość , gdzie , czyli m.
Wynik często jest niewymierny: przyprostokątne 4 i 6 dają , więc .
Twierdzenie odwrotne to test na kąt prosty: jeśli suma kwadratów dwóch krótszych boków jest równa kwadratowi najdłuższego, trójkąt jest prostokątny. Boki 33, 56, 65: - trójkąt prostokątny, z kątem prostym naprzeciw boku 65. Boki 6, 9, 11: , a - trójkąt nie jest prostokątny.
Trójki pitagorejskie to liczby naturalne dodatnie spełniające , np. 3, 4, 5 oraz 5, 12, 13. Pomnożenie całej trójki przez tę samą liczbę naturalną dodatnią daje kolejną: z 5, 12, 13 po pomnożeniu przez 7 powstaje 35, 84, 91, bo .
W zadaniach trzeba najpierw znaleźć trójkąt prostokątny ukryty w figurze:
- przekątna prostokąta jest przeciwprostokątną trójkąta zbudowanego z jego boków; prostokąt 11 cm na 60 cm ma przekątną cm,
- wysokość trójkąta równoramiennego opuszczona na podstawę dzieli ją na połowy; przy ramionach 37 cm i podstawie 24 cm jest cm, a pole to ,
- w rombie połowy przekątnych są przyprostokątnymi, a bok - przeciwprostokątną.
Trójkąty 45°-45°-90° i 30°-60°-90°, kwadrat i trójkąt równoboczny
Dwa trójkąty prostokątne mają stałe proporcje boków, więc jeden bok wyznacza pozostałe. Trójkąt 45°, 45°, 90° to połowa kwadratu: boki , , . Trójkąt 30°, 60°, 90° to połowa trójkąta równobocznego: boki , , , przy czym najkrótszy bok leży naprzeciw kąta 30°, a naprzeciw kąta 60°.
Liczenie zaczynamy od wyznaczenia , potem mnożymy:
- 45°, 45°, 90°: przyprostokątna 7 daje przeciwprostokątną ; przeciwprostokątna 18 daje przyprostokątną ,
- 30°, 60°, 90°, dana krótsza przyprostokątna 4: pozostałe boki to i 8,
- dana przeciwprostokątna 26: krótsza przyprostokątna to połowa, czyli 13, dłuższa ,
- dana dłuższa przyprostokątna 15: , przeciwprostokątna .
Dzielenie przez pierwiastek upraszczamy, rozszerzając ułamek: .
Przekątna kwadratu o boku ma długość . Z przekątnej wracamy do boku dzieleniem przez , a pole można policzyć bez boku: . Kwadrat o przekątnej 6 cm ma bok cm i pole ; zgadza się to z .
Trójkąt równoboczny o boku ma wysokość i pole . Dla boku 22 cm: cm, ; ten sam wynik daje . Z wysokości wracamy do boku: cm oznacza cm.
Kontrola wyniku: i , więc w trójkącie 30°, 60°, 90° boki rosną w kolejności , , . Częsta pomyłka to zamiana z albo uznanie dłuższej przyprostokątnej za .
Okrąg i koło - długość, pole, łuk i wycinek
Okrąg to sama linia - punkty odległe od środka o promień , a koło to okrąg razem z wnętrzem. Dlatego okrąg ma długość, a koło - pole. Cięciwa łączy dwa punkty okręgu; najdłuższą cięciwą jest średnica , która przechodzi przez środek. Liczba to stosunek długości okręgu do średnicy, w przybliżeniu 3,14.
Wzory i korzystają z promienia, więc każde zadanie sprowadzamy najpierw do :
- dana średnica 22 cm: cm, cm, ,
- dana długość cm: cm, więc ,
- dane pole : , cm, średnica 16 cm.
Wynik z symbolem jest dokładny. Przybliżenie liczymy dopiero wtedy, gdy zadanie o nie prosi: cm.
Kąt środkowy ma wierzchołek w środku okręgu, a jego ramiona zawierają promienie. Wycina z okręgu łuk, a z koła wycinek, i w obu przypadkach jest to ta sama część całości: . Dla cm i ułamek wynosi , więc łuk ma cm, a wycinek .
Zależność działa też wstecz. Łuk długości cm na okręgu o promieniu 20 cm to okręgu, więc jego kąt środkowy ma .
Ważne
Do wzorów wstawiamy promień, nie średnicę. Promień dwa razy dłuższy daje okrąg dwa razy dłuższy, ale koło o polu cztery razy większym, bo promień jest we wzorze na pole podniesiony do kwadratu.
Kolejność w zadaniach z łukiem i wycinkiem: skróć ułamek , policz całą długość okręgu albo całe pole koła, a na końcu pomnóż.
Symetralna, dwusieczna i podobieństwo trójkątów
Symetralna odcinka to prosta prostopadła do odcinka, przechodząca przez jego środek. Każdy jej punkt jest równo odległy od obu końców odcinka, a każdy punkt równo odległy od końców leży na symetralnej. Odległość liczymy z twierdzenia Pitagorasa: dla odcinka 18 cm i punktu symetralnej odległego o 40 cm od jego środka jest to cm - do każdego końca tyle samo.
Dwusieczna kąta to półprosta, która wychodzi z wierzchołka i dzieli kąt na dwa równe kąty: kąt 84° na dwa po 42°. Każdy jej punkt jest równo odległy od ramion kąta, przy czym odległość mierzymy po odcinku prostopadłym do ramienia. Symetralna wiąże się więc z równą odległością od dwóch punktów, a dwusieczna - od dwóch ramion.
Trójkąty podobne mają ten sam kształt: odpowiadające kąty są równe, a odpowiadające boki proporcjonalne. Skala podobieństwa to stosunek odpowiadających boków. Cechy podobieństwa:
- kkk - dwie pary równych kątów (trzecia wynika z sumy 180°),
- bkb - dwie pary boków proporcjonalnych i równe kąty między nimi,
- bbb - trzy pary boków proporcjonalnych.
Trójkąt o kątach 28° i 95° jest podobny do trójkąta o kątach 95° i 57°, bo brakujące kąty to 57° i 28°.
Przy bokach ustawiamy długości rosnąco, żeby najkrótszy odpowiadał najkrótszemu. Trójkąt ma boki 8, 10, 14, a w trójkącie do niego podobnym najkrótszy bok ma 12. Skala to , więc pozostałe boki mają i . Obwody też są w skali : 32 i 48.
Test cechy bbb polega na policzeniu trzech ilorazów: dla boków 6, 7, 9 oraz 15, 17,5, 22,5 każdy wynosi 2,5, więc trójkąty są podobne. Gdyby choć jeden iloraz był inny, podobieństwa by nie było.
Skala oznacza trójkąty przystające: w przystawaniu boki są równe, w podobieństwie - proporcjonalne.
Quizy w tym zestawie
50 pytań w 5 etapach
Odblokujesz je po dodaniu zestawu.
Sprawdzian do druku
Arkusz PDF z kluczem, punktacją i oceną
Pierwsze podejście. Klucz z punktacją i oceną jest na ostatniej stronie.
Pobierz sprawdzian (PDF)Znasz kogoś z klasy, komu się przyda? Podziel się zestawem
Podobne zestawy
24 fiszki uczy się 3
12 fiszek uczy się 20
6 fiszek uczy się 9
20 fiszek uczy się 1
8 fiszek uczy się 18
9 fiszek uczy się 7
